Einen Tag nach der Schlacht in der Wilderness gab es zwar noch einige kleine Gefechte, die aber keine entscheidende Bedeutung mehr hatten. Die Schlacht selber hatte beiden Seiten außer vielen Toten nichts eingebracht. Allein bei der Union mussten 17000 Soldaten ihr Leben lassen oder wurden verwundet. Die Konföderierten hingegen beklagten "nur" den Verlust von ca. 7000 Soldaten. Weder Lee noch Grant war es gelungen, den jeweiligen Gegner zu vernichten. General Grant ließ sich dennoch nicht entmutigen. Während seine Vorgänger angesichts der vielen Toten die Flucht nach hinten ergriffen hätten, schmiedete er schon wieder neue Pläne für die nächsten Tage. Sein erstes Ziel war das Dorf Spotsylvania, das ca. 16 Kilometer weiter südlich lag. Um es zu erreichen, musste Grant zunächst Lees rechte Flanke umgehen.
Schon die Bedrohung des Dorfes würde Lee dazu zwingen zu kämpfen. Denn in dem Ort befand sich eine wichtige Straßenkreuzung. Außerdem wären die Yankees dann der konföderierten Hauptstadt Richmond näher als die Konföderierten selber. Noch in der Nacht zum 8. Mai 1864 setzten sich Grants Truppen in Bewegung. Spotsylavania war zwar schnell erreicht, allerdings stießen die Yankees auf eine Befestigung, die es in diesem Krieg noch nicht gegeben hatte. Die Konföderierten hatten in Zweierreihen Schützengräben angelegt, die mit Brustwehren und Geschützen bestückt waren. Aus jeder Reihe hatte man ein freies Schussfeld nach vorn. Zusätzlich gefällte Bäume sollten einen feindlichen Angriff erschweren.
Dennoch hielt Grant die gegnerische Front für überwindbar. Am 9. Mai startete er seinen ersten Versuch eines Vormarsches. General Hancock musste dazu mit seinem 2. Korps zwei Flüsse überqueren, um die linke konföderierte Flanke attackieren zu können. Die Überquerung kostete aber viel Zeit, so das Lee wiederum genügend Zeit hatte, die Flanke durch zwei Divisionen zu verstärken. Parallel zu Hancocks Vormarsch gingen am 10. Mai fünf Divisionen der Union gegen die linke Mitte der gegnerischen Front vor. Der Angriff erwies sich aber als nicht so einfach, wie es sich Grant gedacht hatte. Nur an einer Stelle gelang es einigen Regimentern die Front zu durchbrechen. Diese Regimenter standen unter dem Kommando von Colonel Emory Upton. Er ließ die Regimenter in Viererreihen aufstellen, wobei sie dann in einer Linie von 200 Metern gegen die Baumsperren vormarschierten.
Obwohl es für die Soldaten in der ersten Reihe ein Selbstmordkommando war, gelang es ihnen tatsächlich die ersten Schützengräben zu durchbrechen. Die zweite Reihe konnte nun ungehindert durch die entstandene Lücke marschieren, um die dahinter liegenden Schützengräben zu attackieren. Auch hier gelang der Durchbruch. Die dritte und vierte Reihe erledigte dann den Rest, indem ca. 1000 gegnerische Soldaten gefangen genommen wurden. Was jetzt noch fehlte, waren weitere frische Divisionen, um den Durchbruch auszubauen und zu halten. Diese gingen dann aber sehr zögerlich an die Sache heran, da sie einen massiven Gegenschlag befürchteten, der dann auch tatsächlich kam. Den Vorstoß der Konföderierten, der durch Artilleriefeuer unterstützt wurde, konnten die geschwächten Unionssoldaten dann nicht mehr standhalten, so dass sie sich unter großen Verlusten wieder zurückziehen mussten.
Trotz dieser Niederlage war Grant von dem zeitweiligen Erfolg so beeindruckt, dass er am folgenden Tag beabsichtigte, die gleiche Taktik auf der ganzen Linie anzuwenden. Am 11. Mai setzte starker Regen ein, der die Nachschubwagen der Union nicht nur daran hinderte weiterzufahren; im Gegenteil, teilweise mussten sie sogar zurücksetzten. Lee, der davon erfuhr, glaube daraufhin, Grant würde ein Flankenmanöver beabsichtigen. Also beorderte er 22 Geschütze an die linke Flanke, die zuvor einen Frontvorsprung gedeckt hatten, und zwar genau an der Stelle, wo Hancock mit seinen 15000 Soldaten angreifen wollte. Als Lee das bemerkte, versuchte er noch die Geschütze zurückzuholen. Aber es war zu spät. Hancock gelang es am 12. Mai, die konföderierten Linien zu durchbrechen, und sämtliche Geschütze zu erbeuten. Außerdem war es ihm möglich, ca. einen Kilometer weiter eine große Zahl von Soldaten gefangen zu nehmen und die gegnerische Armee in zwei Hälften zu spalten. General Lee musste nun schnell handeln. Wie schon bei der Schlacht in der Wilderness, schickte er sich an, persönlich einen Gegenangriff zu führen. Aber auch hier wurde er von seinen Soldaten zurückgerufen. Sie benötigten einen fähigen Feldherrn im Hintergrund und keinen Toten auf dem Feld. Lee fügte sich und die Division aus Virginia schaffte es dann tatsächlich, gegen die Yankees erfolgreich vorzugehen. Nebel und Regen waren beim Vorstoß der Unionssoldaten zwar von Vorteil, am Ende jedoch erwies sich dieses Wetter als Nachteil, da die einzelnen Einheiten nicht mehr neuorganisiert werden konnten. Die Yankees waren nun gezwungen, sich bis zu den Gräben zurückzuziehen, die sie vorher erobert hatten. Was folgte, war eine Schlacht, die als "Bloody Angle of Spotsylvania" bezeichnet wurde. Es war ein achtzehn Stunden langer Kampf, der Mann gegen Mann geführt wurde. Im strömenden Regen schossen die Soldaten mit Gewehren, auf denen sie vorher ihr Bajonett aufgepflanzt hatten. Wenn ihre Munition ausging, stachen sie gegenseitig aufeinander ein. Das Gemisch aus Blut und Regen, verwandelte den Boden in eine schlammige Brühe.
Die Schlacht endete erst nach Einbruch der Nacht. Lee sah keinen Sinn mehr in einer Fortsetzung und befahl seinen Truppen, sich auf einer ca. einen Kilometer zurückliegenden Frontlinie zurückzuziehen. Zwar sprach die Presse der Nordstaatler von einem "glorreichen Erfolg" und von einer "Niederlage Lees", in Wahrheit war es Grant aber wieder nicht gelungen, einen entscheidenden strategischen Erfolg zu verbuchen. Obwohl Lee sich zurückgezogen hatte, war Grant wieder dazu gezwungen, die gegnerische Front zu umgehen.